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《玻璃雜志》2016年第7期

摘要:

介紹了浮法玻璃熔窯中采用的鼓泡工藝原理及其作用，通過例舉實際生產中的數據進行比對，分析鼓泡工藝技術的應用效果及其在浮法玻璃生產中的重要節能作用。

關鍵詞：

鼓泡工藝；熔化溫度；玻璃液反應；碹頂溫度；浮法玻璃；窯爐節能

0引言

浮法玻璃熔窯鼓泡工藝是玻璃熔化過程中一種強制性的助熔措施，由于玻璃熔窯的鼓泡技術經濟、安全、實用、易操作而被廣泛地應用。目前，鼓泡工藝技術作為高效節能熔窯的現代技術手段之一，被企業應用于生產浮法玻璃尤其是著色玻璃，其顏色均勻性、熔化澄清等所起的效果非常顯著，尤其是為企業節省燃料、降低生產成本做出了積極貢獻。

1鼓泡技術原理

玻璃熔窯的鼓泡技術基本原理是將干燥、凈化后的氣體，通過熔窯池底特定位置設置的一組或多組鼓泡器向高溫玻璃液鼓泡，但因窯爐底部玻璃液黏稠（尤其在生產顏色玻璃時），采用鼓泡器技術，可形成不斷地自下而上移動并不斷放大的氣泡，最終在玻璃液面浮出破裂。鼓泡時，自下而上移動的氣泡推動玻璃液移動，并使氣泡周圍的玻璃液形成環旋轉的環流。見圖1。如圖1所示，在玻璃液熱點處的池底，鼓泡器從窯爐底部垂直向上插入玻璃液內，安裝鼓泡器裝置的橫排一行的多個管道噴槍，噴出鼓泡氣形成多個環流，強化熱點處的屏蔽作用和玻璃液的熱對流。鼓泡工藝的屏蔽作用有效阻止未熔化完全的配合料進入澄清區，而熱對流速度的加快則提高玻璃液的溫度向下傳遞和均勻分布。采用鼓泡工藝技術，其玻璃液熱流速度加大，比未采用鼓泡流速大幾十倍。鼓泡工藝可以提高玻璃配合料熔化質量，縮短玻璃熔化、澄清和均化的時間，提高熔窯的熔化能力，降低燃料能源的消耗，實現了節能效果。

2鼓泡工藝在玻璃熔窯上的操作分析

在浮法玻璃生產過程中，鼓泡工藝流程如圖2所示。為了更進一步了解鼓泡工藝在浮法玻璃生產過程中的運用情況，通過收集在實際生產過程中會對鼓泡工藝技術產生影響的因素進行對比分析，同時對比分析所采用的數據是以具有浮法玻璃生產代表意義的白玻與本體著色玻璃（綠玻）的實際生產參數，獲得的依據。

2.1鼓泡工藝在生產白玻與綠玻時情況分析

表1是生產白玻與綠玻的碹頂溫度數據，從#表1中可以看出在生產白玻與綠玻時，1小爐到澄清部測得的碹頂溫度數值都高于采用鼓泡工藝后的碹頂溫度。生產白玻與生產綠玻時其鼓泡前后所測得的池底溫度如表2所示，無論是白玻還是綠玻其鼓泡后的池底溫度都高于鼓泡前的池底溫度。可見，生產浮法玻璃時采用鼓泡工藝有助于玻璃液對熔窯空間熱量的吸收，加速玻璃配合料的熔化。自下而上移動的氣泡加快玻璃液與熔窯空間的熱交換，通過玻璃液對于空間溫度的吸收、擴散等，降低了熔窯碹頂溫度，避免了碹頂的燒損，同時帶動玻璃液流動達到均化玻璃液溫度與玻璃液成分的目的，降低窯爐碹頂溫度和提高窯底層玻璃液溫度。

2.2鼓泡工藝在生產色玻中情況分析

由表1、表2可以看出，鼓泡工藝在浮法玻璃生產中的應用對于生產本體著色玻璃（也稱為色玻，如綠玻、灰玻和藍玻等）的影響遠比白玻影響大。為了加深對鼓泡工藝在浮法玻璃生產過程中影響的研究，選擇色玻中的綠玻作為深入研究對象，進行鼓泡槍插入深度、鼓泡流量、碹頂溫度和熔窯池底溫度，并記錄其采用鼓泡工藝與未采用鼓泡工藝的生產參數。

（1）鼓泡槍插入玻璃液深度不同對熔窯溫度的影響分析在實際生產時，通過對把鼓泡裝置安裝在離玻璃液面不同高度的位置以及沒有安裝鼓泡器的情況進行生產操作分析，其具體碹頂與池底溫度變化數據如圖3、圖4所示。圖3中，從無鼓泡器、鼓泡器插入220mm、鼓泡器插入500mm的3種情況分析可以看出，鼓泡工藝的采用，對于綠玻生產時其碹頂溫度具有明顯的降低作用，隨著鼓泡器與玻璃液表面的距離增大，浮法玻璃熔窯的碹頂溫度越低，其變化##值為：1小爐碹頂溫度低16℃、2小爐碹頂溫度##低27℃、3小爐碹頂溫度低40℃、4小爐碹頂溫##度低47℃、5小爐碹頂溫度低47℃、6小爐碹頂溫度低32℃、澄清部碹頂溫度低20℃。圖4中，當鼓泡器槍插入玻璃液表面的距離增大時，熔窯池底溫度也隨著增加，距離玻璃液面位置從220mm增加至500mm時，溫度變化值##為：1小爐高22℃、4小爐高16℃、澄清部高14℃。可見，鼓泡器安裝的位置離玻璃液面越遠，鼓泡時，可以帶動的玻璃液就越多，其玻璃液與空間溫度的熱交換效果就越明顯。

（2）鼓泡器氣體流量對玻璃熔窯情況的影響分析3在生產綠玻時，分別使用流量為0.2m/h與31.0m/h的壓縮空氣進行鼓泡，如表3與表4所示，鼓泡時采用的氣體流量越大，產生的氣泡越大，因氣泡自下而上的移動所帶動的玻璃液越多越有利于玻璃液與空間溫度的熱交換，加速玻璃配合料的化學反應，進而對熔窯熱能利用效果越好。

（3）不同鼓泡工藝操作對其它設備工況的影響分析在生產綠玻時采用鼓泡后熔窯池底溫度增高，碹頂溫度變低，使整個熔窯溫度有效地集中在玻璃液中，使玻璃液溫度大幅提高，從而可以加速玻璃配合料的熔化。同時如表5所示，采用鼓泡工藝后，耗油量、助燃風以及總煙道溫度都減少，鼓泡工藝的利用有利于在浮法玻璃生產過程中的節能。表6是鼓泡前后綠玻的生產指標數據。從表6中可以看出，采用鼓泡工藝后玻璃產品的合格率提升，夾雜物減少等生產指標都表明了鼓泡工藝有助于浮法玻璃生產，特別是對生產色玻所起到的效果更為明顯。因此，在浮法玻璃生產中，采用鼓泡工藝不僅可以提高產品的合格率，還起到節能降耗的作用。

3鼓泡工藝在浮法玻璃生產中的作用

通過上述鼓泡工藝在浮法玻璃生產操作過程中所采集的數據可以歸納得到采用鼓泡工藝對浮法玻璃生產具有以下作用：

（1）節能作用鼓泡工藝技術過程中，由于氣泡的上升，攪動玻璃液，加強垂直方向上玻璃液對流，增強固有的投料回流和成形回流，促使深層玻璃液的流動增強，使更多的深層玻璃液回流到上層，加強了玻璃液與火焰之間的熱交換，有效提升熔窯的熱效率。配合料在熔化過程中，由于玻璃液溫度的提高而加快了熔化速度，鼓泡工藝技術，加強玻璃液對流，加快熔化速度，單位時間內，提高了玻璃拉引量，節約了燃料，起到了節能作用。

（2）澄清作用鼓泡工藝有利于玻璃液的澄清。根據玻璃液的澄清原理，優質的玻璃液需要將其夾雜的氣泡排除。排除玻璃液夾雜的氣泡，則是要求在澄清溫度下有大的上升氣泡來吸收夾雜于玻璃液中的小氣泡以形成更大的氣泡排出玻璃液面，并且該上升的大氣泡需與溶解于玻璃液內的氣體組成不同。而玻璃熔窯的鼓泡工藝就可以形成大的上升氣泡，即可以吸收原先夾雜在玻璃液中的氣泡，促使玻璃液內的小氣泡不斷被上升大氣泡吸收，最后排出玻璃液面，繼而達到澄清玻璃液的目的。

（3）均化作用鼓入玻璃液的氣泡在上升過程中，攪動四周的玻璃液流上升與增強玻璃液的對流擴散，使玻璃液的成分和溫度更加均勻，起到均化玻璃液的作用，提高了玻璃質量。

（4）屏障作用玻璃熔化時，會形成一個最高溫度帶即熱點，并在熱點處形成的投料回流，阻擋了配合料的前行，形成一定的化料區。鼓泡工藝的應用則是加強投料回流，降低配合料前行的速度，延長未熔融物在熔化區的停留時間，有效地減少料粉結石的逃逸。

（5）轉色作用可以減少玻璃顏色轉變的時間，玻璃轉色即窯內的玻璃液都要轉成均一的顏色。在無鼓泡器的情況下，只能靠窯內玻璃液形成的流動來實現換色生產。采用鼓泡工藝可以通過上升的氣泡來增強與帶動玻璃液的流動，加快玻璃液顏色的轉變，縮短換色生產時間，減少原料與燃料的浪費。

4結語

（1）采用鼓泡熔化工藝技術，可以把噴槍火焰的熱溫直接傳遞至窯爐池底不同層面，使池底的玻璃液溫度大幅上升，熱效率得到大幅提高，加快了玻璃原料料山區的熔化速率，縮短了玻璃液澄清和均化時間，加速玻璃液熔化、澄清、均化，節能和保窯，尤其在生產色玻時，效果非常明顯。

（2）采用鼓泡熔化工藝技術，解決顏色玻璃均勻性和澄清問題，繼而在單位時間內提高了產量質量；與此同時，可以降低熔窯噴槍火焰的溫度，節約了燃料，降低了能耗，也使得熔化部碹頂溫度變低，有利于減輕耐火材料的燒損、減少耐火材料結石，有效保護了窯爐耐火材料不被高溫侵蝕等。

（3）采用鼓泡熔化工藝技術，可推廣應用于生產白玻工藝中，同樣可以節能與提高玻璃質量，改變了以前認為只有生產本體著色玻璃時，才需要安裝鼓泡器的想法。但在生產色玻時應用鼓泡器的效果遠高于生產白玻時的效果，這也是人們為什么在生產色玻時，要求安裝鼓泡器的原因。

（4）鼓泡工藝技術使配合料在熔化過程中由于玻璃液溫度的提高而加快了熔化速度，加強玻璃液對流，單位時間內，提高了玻璃拉引量，節約了燃料。

參考文獻：

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作者:章凱 單位:漳州旗濱玻璃有限公司